康熙十三年（1674年）三月，耿精忠叛应之。从此，战事开始，康熙帝倾全国兵力投入了平叛战争。为了筹集军饷，康熙帝命图海管理户部事务，负责督运军饷。图海本来已因病奏请解除阁务，但现在平叛需要他，他也就毫不犹豫地应允了。为了防止地方在征集军饷时增加百姓负担，他特意疏请饬令“一应军需不得私派，夫役不得先期拘禁，征收钱粮正项外不得丝毫科敛”，得到康熙帝准允，在一定程度上避免了横征暴敛的发生。
正当清廷全力准备平叛时，蒙古的察哈尔王布尔尼乘机兴兵作乱，军情紧急。康熙帝因京师禁旅皆南征，守备空虚；又急欲派大臣去平叛，十分担忧，就向孝庄太皇太后问询。孝庄说：“图海才略出众，可以胜任这个位置。”康熙帝遂命图海为副将军，随抚远大将军多罗信郡王鄂扎率军征讨。此时，京师已无兵力可用，图海便奏请选拔八旗家奴中的健勇者，得数万人，当天便集于德胜门外。次日黎明，图海整装至教场，检阅完毕，立即出发，一路急行军，不许夜宿，所过宣府等地州县村堡，任听众家奴抢掠，使其获金帛无数，不数日便到达察哈尔境内。
四月二十二日，清军到达达禄。布尔尼早已设伏兵于山谷，列阵以待，并派三千人径直来战。鄂扎命图海、吴丹率轻骑迎战，令洪世禄率左翼搜山。当土默特兵行进过山涧时，忽然有伏兵冲出，阵乱。图海等分兵奋击，大败之。布尔尼又以四百骑继进，图海率兵力战，阵前号令曰：“之前此所掠夺的财物都是士庶家里的，不足以被称为宝物。如今察哈尔承元朝之后，数百年的基业，珠宝货宝夺的无法计算，你们如果能获取它们，可以保证终身富贵啊。”
众家奴听后，踊跃向前，战斗中无不以一当百，奋力杀敌，很快就将敌军打败。布尔尼又悉兵而出，列火器相拒，图海也严阵以待，接连重击叛军，大败之，其下都统晋津率其族阵前投降，布尔尼兄弟仅以三十骑仓皇逃遁，至扎鲁特境内贵苏特时，被前来会剿的蒙古科尔沁额驸沙津斩杀。
至此，察哈尔被平定，清朝的后方得以安定。图海又奏请豁免所过宣府等地的粮税，以恤边氓。闰五月，清军班师凯旋，康熙帝率文武大臣至南苑大红门亲迎，行郊劳礼，特命副将军图海至御幄侍坐，问以战阵之事。回宫陛见时，康熙责问图海纵兵掳掠事，并将弹劾的奏章给他看，图海谢罪说：“以家奴的贫贱，抵御强大的敌人，如果不用财帛引诱壮大他们的胆量，如何让他们以死效力？”
康熙听到后非常开心，说：“朕也知道你一定有今日的作为。”[1]lùn_gōng行赏，图海晋为一等男爵。这次平定察哈尔，图海立了大功，他以临时集结的、未经训练的乌合之众，战胜了强悍的蒙古骑兵，用的是纵兵掳掠以激励士兵的非常手段，这当然违反了“兵贵纪律”的原则，但在当时紧急的情况下，也是不得已而为之。所以后人对图海的这种做法给予了理解和肯定。图海初次带兵就以出奇制胜显示了他的军事才能。
察哈尔刚刚平定，陕西提督王辅臣又据平凉城反叛响应吴三桂。康熙帝派定西大将军、贝勒董鄂率兵攻打，久未下。康熙十五年（1676年）二月，康熙帝命图海为抚远大将军，率兵急赴陕西。三月，图海抵达平凉，“明赏罚，申约束，军威大震，贼众闻之惧”。诸将请乘势攻城，图海说：“仁义之师，先招降然后才攻打。我凭借皇上的天威，讨伐这些凶残的逆贼，不用担心无法攻克。
顾念到城中数十万生灵，他们没有一个不是朝廷的赤子，如今惨遭叛贼劫掠到这种地步，覆巢之下，杀戮一定很多。等待他们主动投降归诚，用来体现圣主好生之德，不是更加美化吗？”城中军民听说后，莫不感泣，多有自相出城者，因此人心动摇，叛军的形势江河日下。图海在未开战之前，先用感化人心之术，效果是十分明显的。
为了打下平凉，图海与总兵官孙思克等对虎山墩进行了巡视。虎山墩位于平凉城北，高数十仞，是通往西北的饷道。图海看了后说：“此地是平凉的咽喉，得到这个饷道，那么此城可以不攻而下。”正在巡视中，有王辅臣兵万余突来迎战，布列火器挨排。图海立即指挥军队分路还击，自巳至午，越战越勇，叛军被杀及坠崖而死者无数，清军遂夺虎山墩，平凉全城尽在俯视之下。接着，图海下令炮击城中王辅臣军营，军民皆汹惧。
六月初一，图海军据虎山墩断平凉饷道，并派参议道周昌进城招抚王辅臣。周昌即周培公，荆门诸生，善用奇计。因辅佐振武将军吴丹有功，以七品官录用。图海军至潼关时，周昌求见，献招抚王辅臣之策，图海遂把他收为幕僚。王辅臣的总兵官黄九畴、布政使龚荣遇都是周昌的老乡，他们屡次劝说王辅臣投降，并以蜡丸密报周昌。周昌遂将此事报给图海，图海决定招降王辅臣。
王辅臣此时已穷蹙无计，
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